Ысаша теориялы кіріспе.
ЛАБОРАТОРИЯЛЫ ЖМЫС
БАЛЛИСТИКАЛЫ ГАЛЬВАНОМЕТР КМЕГІМЕН КОНДЕНСАТОРДЫ ЭЛЕКТР СЫЙЫМДЫЛЫЫН АНЫТАУ
Жмысты масаты: баллистикалы гальванометр кмегімен конденсаторларды жне оларды ртрлі жаланан кездегі сыйымдылытарын лшеу дістерін тжірибеде игеру;
рал - жабдытар: баллистикалы гальванометр, вольтметр, реостат-потенциометр, екі рет ауыстырып осыш, ш конденсатор жне кернеу кзі.
ысаша теориялы кіріспе.
Оашаланан ткізгішке белгілі млшерде берген электр заряды ткізгіш бетінде - а те беттік тыыздыпен блінеді. Оашаланан ткізгішті потенциалы оны зарядына тура пропорционал. Оашаланан ткізгішті электр сыйымдылыы сан жаынан аланда осы ткізгішті потенциалын бір лшемге арттыруа ажетті заряда те,
Сйтіп, оашаланан ткізгіш шін:
(1)
мндаы С - электр сыйымдылыы.Оашаланан ткізгішті электр сыйымдылыы оны формасына жне млшеріне байланысты, еске алатын жай, геометриялы жаынан осындай ткізгіштерді сыйымдылыы оларды сызыты млшеріне тура пропорционал.
Бл ткізгіштегі зарядтарды жайасуыны (блінуіні) зара састыына, ал зарядтан рісті белгілі нктесіне деінгі ара ашытыты ткізгішті сызыты млшеріне тура пропорционалдыына байланысты.
Ошауланан радиусы R-ге те шарды «СИ» жйесіндегі потенциалы мен электр сыйымдылыы мына формулалар бойынша аныталады:
(2)
(3)
Сыйымдылыты лшем бірлігіне ткізгішке 1 [Кл]-а те заряд бергенде оны потенциалы ІВ-ке згеретін ткізгішті сыйымдылыы алынады. Сыйымдылыты бл лшемі «СИ» жйесінде фарада «Ф» деп аталады. Фарада - те лкен шама. Сондытан тжірибеде фараданы лестеріне те микрофарада /мкФ/ жне пико /пкФ/ бірліктері пайдаланылады.
1Ф=105 [мкФ]=1012 [пкФ]
Егер ткізгіш ошауланбаан болса, онда оны ткізгіш электр сыйымдылыы кп болады. Егер А ткізгішіне q берсек, оны оршаан ткізгіштер ыпал серінен зарядталады, зарядталан А денесіне жаын жаында р аттас, ал алыс аланда аттас q зарядтары пайда болады, бл рісті лсіретеді.
1-сурет
Сйтіп, зарядталан ткізгішке /А/ кез келген денені /В, С/ жаындатанда ткізгіш потенциалы абсолют шамасы бойынша азаяды. /І/ формулаа сйкес бл ткізгіш сыйымдылыыны артатындыыны айаы болады.Тудыратын электростатикалы рісті кеістікті шектелген бір блігіне жинаталан табалары арама-арсы, шамалары те зарядтары бар екі ткізгіштер жйесін конденсатор, ал ткізгіштерді конденсаторларды астарлары деп атайды.
Конденсаторлара оны астарларында жинаталан зарядтар туызатын ріс толыымен конденсаторды ішінде шоырланатындай форма беруге болады. Бл шартты бір-біріне жаын орналастырылан екі пластинка, екі біріні ішіне бірі енгізілген /коаксалды/ цилиндр жне екі концентрлі сфералар анааттандырады. Осыан сйкес конденсаторлар жазы, цилиндрлі жне сфералы болады.
Конденсаторды сыйымдылыы дегеніміз q заряда тура жне астарлары арасындаы потенциалдар айырмасына (1 - 2 ) кері пропорционал болатын физикалы шама:
(4)
мндаы q - астарды біреуіндегі заряд, 1 - 2= U - астарлар арасындаы потенциалдар айырымы. Электр сыйымдылыын кбейту шін конденсаторларды параллель жалайды.
(5)
Конденсаторларды тізбектей жалаанда орыты электр сыйымдылы С, конденсаторлар батареясына кіретін е іші сыйымдылытан р уаытта аз болады.
(6)
Баллистикалы гальванометр магнитэлектрлік жйелі гальванометрді бір тріне жатады. Ол зіні рамасыны зіндік тербеліс периодынан аз уаыт аралыында тізбек арылы тетін электр млшерін лшеу шін олданылады. Баллистикалы гальванометрді алыпты магнитоэлектрлік жйелі гальванометрден айырмашылыы оны озаламалы жйесіні инерция моментін жасанды лайтуында. Баллистикалы гальванометр стрелкасыны ауытуы одан аатын электр млшеріне тура пропорционал болады.
2-сурет.
Конденсаторларды сыйымдылыын анытау шін 2-суреттегі схеманы пайдаланады. Мнда Е - кернеу кзі, R -потенциометр, V -вольтметр, C -конденсатор, K1 - екі рет ауыстырып осыш, ол конденсаторды потенциометрге немесе баллистикалы G гальванометрге осуа ммкіндік береді.
Егер Д тізбегінде кернеу туызса жне конденсаторды зарядтаса, содан кейін конденсаторды гальванометрмен осса, конденсатор гальванометр арылы разрядталады. Зарядты длірек лшеу шін, гальванометрді жмыс алдында градуировкалайды.
Осы масатпен белгілі шекке дейін зарядталан, аныталан сыйымдылыы Сэ бар эталон конденсатор гальванометр арылы разрядталады. Осы заряд шамасы формула бойынша есептеледі:
(7)
мндаы Q -заряд, CЭ - эталонды сыйымдылы, U - конденсаторлара берілген кернеу.
озалыш Д тетігі арылы U -ді згерте отырып, гальванометр арылы шамасы ртрлі зарядтар ткізеді, олара сйкес гальванометрді крсетуін n алып отырады, сйтіп гальванометр барлы шкаласы бойынша градуировкаланады.
лшеуді нтижесінде градуировкалайтын график жасалады. Ол шін абсцисса Х осіне n гальванометр крсетуін, ал ордината Y осіне, n -ні рбір мндеріне сйкес Q салынады. Кейіннен бл градуировкалы исы гальванометр рамасыны бзылуына сйкес келетін гальванометр арылы аатын заряд анытауа пайдаланылады.